Mummificazione e genomi batterici: un viaggio tra l'archeologia e la microbiologia

L’arte si interseca perfettamente con la biologia, dall’analisi del microbioma dei dipinti allo stato di conservazione di opere architettoniche. Lo studio della vita combacia e affianca lo studio delle opere artistiche umane. In altri casi, la scienza dell’infinitamente piccolo riesce a connettersi all’Archeologia.

Scopriamo insieme l’arte della mummificazione e lo studio del genoma di antichi batteri!

La mummificazione

La mummificazione è considerata come l’arte di preservare i corpi dei defunti, capillariamente diffusa in molte antiche società. Lo scopo principale di quest’antica tecnica, praticata spesso da sacerdoti altamente specializzati, era quello di assicurare ai defunti un’ipotetica vita dopo la morte. Le credenze riguardanti questa pratica erano innumerevoli e molto spesso collegate alla conservazione di beni appartenuti alla persona. Tra le civiltà più famose per la pratica della mummificazione risalta quella degli antichi Egizi, ma anche popolazioni come quella degli Incas o quelle cinesi prediligevano questo tipo di sepoltura sacra.

Come si mummificavano i defunti?

Questo antico procedimento mirava alla preservazione attraverso la completa e non proprio repentina disidratazione. Le figure degli imbalsamatori erano rispettate e ricercate, data la complessità delle conoscenze anatomiche e chimiche che occorrevano per portare a termine il processo. Il tutto avveniva all’incirca in 70 giorni e, molto spesso, in prossimità di grandi canali d’acqua data l’enorme mole di quest’ultima richiesta durante il trattamento.

Con il trascorrere delle epoche, popoli diversi hanno sviluppato e riadattato queste pratiche. Le tecniche egizie prevedevano la rimozione di tutti gli organi interni – escluso il cuore – e l’utilizzo di materiali (quali spezie, sostanze profumate etc.) per riempire le cavità lasciate vuote. Il corpo veniva poi disidratato in soluzioni minerali (natron) e lavato con alcool in grado di evitare lo sviluppo di batteri decompositori. Il defunto veniva poi ricoperto di sali e dopo una fase di asciugatura ricoperto con bende di lino impregnate di resina.

Credenze, divinità e chimica

ll natron (carbonato decaidrato di sodio) è un minerale, che deve il suo nome proprio alla civiltà egizia. Natron deriva infatti da “nṯry”, un parola egizia che significa puro o divino. Da questo mistico termine ha avuto poi origine, in terzo grado, anche il simbolo del sodio (Na) derivante dal latino "natrium".

Divino era inoltre anche il giudizio, secondo gli antichi, riservato ai defunti, motivo per il quale il cuore veniva conservato e non rimosso dalla gabbia toracica. Infatti, le bende di tela utilizzate per ricoprire il corpo venivano decorate con formule e accompagnate ad amuleti ed impregnate con una soluzione di natron e altri minerali.

L’antico DNA andava portato in salvo

Giunti a questo punto risulta naturale chiedersi come sia possibile che mummificazione e studio dei genomi microbici si intersechino in lavori di ricerca. Uno dei tanti sviluppi riguarda lo studio di antichi frammenti di DNA e la ricomposizione di genomi batterici. Motivo per cui la nota molecola di acidi nucleici in questione viene definita aDNA, ovvero Ancient DNA. Il DNA antico è il DNA isolato da campioni biologici datati. Può anche essere descritto genericamente come un qualsiasi DNA recuperato da campioni biologici che non sono stati preservati in maniera specifica per successive analisi del DNA.

Solitamente questo tipo di analisi è condotta su persone defunte a causa di malattie provocate da patogeni storicamente rilevanti, come ad esempio le vittime della Peste Nera. Questo tipo di ricerca mira infatti a ricostruire la storia evolutiva di patogeni ritenuti canonici come Yersinia pestis, Mycobacterium tuberculosis ed altri.

Patogeni opportunisti: Escherichia coli ed affini

Alcuni patogeni opportunisti, dei quali non abbiamo registri scientifici relativi alla loro evoluzione, sono in questo caso non opportunamente studiati. La difficolta nell’individuare DNA di quest’ultimi in resti umani risiede nel fatto che essendo opportunisti provochino infezioni asintomatiche, non caratterizzate quindi da segni particolarmente evidenti e non riconducibili a particolari momenti storici. Inoltre la loro presenza come contaminanti ambientali rende tutto il processo di analisi molto più difficile.

Escherichia coli è uno di questi, infatti, come normale commensale del microbioma intestinale, esso può in determinate condizioni diventare un patogeno opportunista. Inoltre, quest’ultimo ha un grande impatto negativo sui sistemi sanitari di tutto il mondo data la sua forte resistenza a i farmaci antimicrobici, motivo per cui risulterebbe utile capirne l’evoluzione durante i secoli.

Napoli, nobili e batteri

Nel 1983 dei vecchi resti mummificati di alcuni nobili italiani furono recuperati dall’abbazia di San Domenico Maggiore a Napoli. Da attente analisi paleopatologiche risultò che uno di questi – un tale Giovani D’Avalos - era affetto da colecisti cronica. Partendo da questa base alcuni ricercatori hanno infatti deciso di condurre alcune estrazione di DNA da calcoli ritrovati nell’addome della vittima. Da questi, le analisi hanno riscontrato la presenza di due particolari genomi, quello di E. coli e Klebsiella aerogenes. Grazie alle moderne tecniche bioinformatiche è stato possibile ricostruire le sequenze di questi due microrganismi stabilendo che essi erano – per l’appunto – antichi batteri e non contaminanti moderni.

Antichi batteri e le loro caratteristiche

Una delle scoperte più significative è che nessuno di questi genomi sembra presentare geni acquisiti di resistenza antibatterica. Inoltre, questo antico ceppo manca di importanti fattori di virulenza tipici di alcuni ceppi moderni. Secondo i risultati pubblicati, esso, ha acquisito nel tempo, tramite trasferimento orizzontale, alcuni geni tipici di K. aerogenes. Informazione che risulta essere confermata da dati precedentemente pubblicati che mostrano come ceppi di Klebsiella siano spesso associati ad E. coli in infezioni della bile.

L’utilità degli studi del aDNA

Come già detto, è difficile per i ricercatori individuare la fonte da cui estrarre il DNA antico di batteri patogeni opportunisti. Ma non è l’unica sfida che essi affrontano, infatti quest’ultimo può essere altamente degradato o comunque può dover essere estrapolato da frammenti di DNA ottenuti da possibili contaminanti ambientali o umani. Lo studio di questi genomi però, nonostante le difficoltà a cui si va incontro, possono rivelarsi estremamente utili per comprendere l’evoluzione di questi batteri. Carpirne i segreti più nascosti oltre che individuarne di nuovi. Che questo tipo di studi si faccia strada, magari affiancandosi di prassi a studi archeologici? Lo scopriremo solamente nei prossimi anni, accompagnandoci all’evoluzione della scienza e la multidisciplinarietà che da sempre contraddistingue la microbiologia.

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